3.7.2 密度泛函微扰法（DFPT）#

（1）INCAR（可以用vaspkit101-DT生成，但是vaspkit生成的INCAR需要自己稍加修改，尤其是ENCUT）。IBRION=8控制DFPT计算，DFPT方法不能设置NCORE为非默认参数1，否则会报错。如果你的体系需要考虑磁性或者+U等，INCAR中需要加入相应的参数，否则力常数就算不对。

# for DFPT phonopy
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
IBRION = 8
EDIFF = 1E-08
PREC = Accurate
ENCUT = 400
IALGO = 38
KPAR = 4
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.
ADDGRID = .TRUE.

（2）超胞POSCAR，生成方式与前面3.7.1一样，记得把phonopy生成的SPOSCAR直接命名为POSCAR；

（3）KPOINTS和POTCAR生成方式与前面3.7.1一样，KPOINTS要在超胞下生成。

（4）提交任务，确认计算成功结束。由于计算超胞，所以速度会较慢，可能要几个小时，对于大体系或者对称性很低的结构甚至要几天。

可以自行查看OUTCAR/OSZICAR/result等文件，对比DFPT计算与scf或者relax的不同。

（5）从vasprun.xml中提取FORCE_CONSTANTS文件，（此时会生成一个力常数文件），注意，提取命令和有限位移法不一样。

phonopy --fc vasprun.xml

（6）准备KPATH.phonopy文件（名字不重要）

KPATH.phonopy与有限位移法的文件唯一区别在于：

要设置FORCE_CONSTANTS=READ

（7）计算声子色散与态密度

phonopy -c ucell KPATH.phonopy -p -s

这里需要提供一开始用于333扩胞时的标准原胞，命名为ucell（名字可任意）

（8）为了得到方便画图的声子谱数据，运行命令，得到phband.dat文件，第一行就是高对称q点坐标，画图方式和能带图一样。

phonopy-bandplot --gnuplot > phband.dat

讨论

（1）算声子时，有限位移法（Finite Displacement，FD）和密度泛函微扰（DFPT）两种方法该选哪个？

我个人算的大量例子中，两种方法得到的声子谱结果是几乎一样的，并且两种方法计算量差别不大。但是由于有限位移法可以提交很多个任务，同时算多个displacement下的结构，因此可以实现“多任务同时计算”来更短时间内得到结果。而DFPT方法只能提交一个任务进行计算，不同displacement下的计算需要依次进行（可以查看OSZICAR和OUTCAR），而且INCAR中没法设置NCORE进一步加速计算，因此相比于FD方法耗时更久。一旦总时长超过超算单个任务时间限制（大部分超算中心单个任务时间限制在48h以内），或者由于断电导致任务中断时，DFPT是没法进行续算的。

因此，总得来说，当你可以同时提交很多个任务时，建议优先考虑FD方法；否则，DFPT方法从操作上来说是更简便的，因为不需要像FD那样写for循环对多个displacement下的结构建立计算文件夹。

（2）对于VASP来说，DFPT方法和有限位移法都需要扩胞，那么扩多大的胞合适？扩胞越大越好吗？

原则上要测试不同扩胞下算得的结果，即做收敛性测试。如果想偷懒，那扩胞得到的超胞三条轴长度都超过10Å会是一个不错的选择（有时可能需要15A）。

dfpt 配图 image184.png

同时，实测发现，有些体系频率对扩胞大小和扩胞方式十分敏感；扩胞方式指的是221，222，332这种扩胞方式，这可能还需要更多的测试研究。

（3）在DFPT方法和Finit-Displacement方法时，KPOINTS该取多少？

原则上做超胞的能量-k点收敛性测试，想偷懒的话，取0.025~0.04的密度会是不错的选择。特别强调，有些时候只取Gamma点是不够的。

有些特殊情况下，Phonopy处理得到的声子谱中，存在一些很平坦的线，理论上phdos里面在相应的频率区间内应该也有峰。但是画出来的phdos里面对应的频率区间没有看到峰。这可能是由于计算phdos时选用了四面体法导致的bug，改成高斯展宽方法可以解决（https://zhuanlan.zhihu.com/p/1938351431577997979）